【正文】 基礎(chǔ)設(shè)施，可支持同一地方的多個公共的和專用的運營公司；(10)手機體積小、重量輕，具有真正的全球漫游能力；(11)具有根據(jù)數(shù)據(jù)量、服務(wù)質(zhì)量和使用時間為收費參數(shù)，而不是以距離為收費參數(shù)的新收費機制。近幾年來，經(jīng)過相關(guān)國內(nèi)國際企業(yè)、研發(fā)機構(gòu)的不懈努力，TDSCDMA標準完善、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化已取得重大進展。TDSCDMA系統(tǒng)由無線接入網(wǎng)、核心網(wǎng)和用戶終端設(shè)備三部分組成。待基于IP的3G核心網(wǎng)建成后，將過渡到完全的TDSCDMA第三代移動通信系統(tǒng)。如圖21所示：CNIUIUIurRNSRNSRNCRNCIubIubIubIubNode BNode BNode BNode BUuUE圖2—1 TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Iu接口位于核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)之間，它是一個有線接口。無線接入網(wǎng)UTRAN由一系列通過Iu接口連接到核心網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(RNS)構(gòu)成。Node B與RNC間的接口稱為Iub接口，RNC用來分配和控制與之相連或相關(guān)的Node B的無線資源。RNC用于控制UTRAN的無線資源?？刂芅ode B的RNC稱為該Node B的控制RNC(CRNC)。Node B用于完成空中接口與物理層的相關(guān)的處理(信道編碼，交織，速率匹配，擴頻等)。它在邏輯上對應(yīng)于GSM網(wǎng)絡(luò)中的基站。從Iu的觀點看，UTRAN的接入點是RNC。Iu_CS接口為電路型業(yè)務(wù)接口，與CN中的移動交換中心MSC連接。Iub/Iur接口為RNC與Node B/RNC之間的通信接口，其數(shù)量一定程度上決定了RNC的容量。 TDSCDMA系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)作為中國自己提出的3G標準，TDSCDMA技術(shù)的主要突出特點都集中在其無線接入網(wǎng)的無線傳輸技術(shù)中。下面對其關(guān)鍵技術(shù)進行簡單介紹:(1)時分雙工時分雙工模式是TDSCDMA與FDD系統(tǒng)的根本區(qū)別。除了充分利用頻率資源，極大地提高了頻譜利用率以外，TDD模式的優(yōu)勢還在于系統(tǒng)可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型來靈活調(diào)整上、下行轉(zhuǎn)換點，從而提供最佳的業(yè)務(wù)容量和頻譜利用率。與智能天線技術(shù)相結(jié)合，聯(lián)合檢測技術(shù)可以獲得更加理想的效果。(3)智能天線智能天線系統(tǒng)由一組天線陣及相連的收發(fā)機和先進的數(shù)字信號處理算法構(gòu)成?？臻g波束賦形的結(jié)果使得在保持小區(qū)覆蓋不變的情況下，極大地降低總的射頻發(fā)射功率，一方面改善了空間電磁環(huán)境，另一方面也降低了無線基站的成本。(4)動態(tài)信道分配TDSCDMA所采用的動態(tài)信道分配技術(shù)可以實現(xiàn)在時域、空域和碼域?qū)o線的靈配置。此外，通過使用時域地動態(tài)信道分配，可以靈活分配時隙資源，動態(tài)地調(diào)整上、下行時隙的個數(shù)，從而靈活地支持對稱和非對稱的業(yè)務(wù)。(6)接力切換接力切換不同于硬切換和軟切換，它是基于同步CDMA技術(shù)和智能天線的結(jié)合技術(shù)。如果進入切換區(qū)，便可通過基站控制器通知另一基站做好切換準備，達到接力切換的目的。采用中國自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代移動通信標準TDSCDMA，有利于國內(nèi)更多的制造商投入3G的開發(fā)，將帶動我國民族移動通信產(chǎn)業(yè)在第三代移動通信技術(shù)的群體突破，并贏得搶先進入市場的先機，為未來市場的發(fā)展創(chuàng)造寬松的環(huán)境，并極大地推動我國移動通信的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。其中互聯(lián)網(wǎng)和多媒體即時消息雖然算作3G的重要應(yīng)用，3G只是為用戶帶來了更多的速度快感而已。(1)定位應(yīng)用定位應(yīng)用，就是通過使用AGPS（增強型全球定位服務(wù)）技術(shù)，從而為移動終端本身提供高精度的位置信息。當前，全球很多移動運營商，尤其是3G運營商大都擁有定位衍生應(yīng)用。(2)媒體點播與應(yīng)用下載媒體點播是包含類似體育比賽重播、新聞頭條、MTV和電影預(yù)告、廣告等音頻和視頻內(nèi)容的流媒體點播或下載服務(wù)。(3)可視電話（或會議）可視電話（或會議）是一種實時視頻信息傳送應(yīng)用，允許兩個到多個手機用戶之間相互實現(xiàn)可視通話或虛擬電話會議。可視電話（或會議）需要大量的帶寬支持，只有真正的3G運營商才可以提供可視電話（或會議）應(yīng)用。使用移動終端接入企業(yè)網(wǎng)絡(luò)具備其獨有的優(yōu)勢，除去可以提高工作效率之外，使用移動終端形成的內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)連接將具備更高的接入安全性。真正步入3G時代后，企業(yè)類的應(yīng)用會越來越多。第三章 數(shù)據(jù)采集終端硬件電路設(shè)計數(shù)據(jù)采集終端的設(shè)計主要包括兩個方面：一方面是數(shù)據(jù)采集終端的硬件實現(xiàn)，包括各硬件功能模塊設(shè)計、選型、電路版繪制以及調(diào)試等；另一方面是各功能模塊的軟件實現(xiàn)。型號:HF30TM 圖3—1 無線調(diào)制解調(diào)器主要規(guī)格/特殊功能：l TD—SCDMA MODEMl 基于3G TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)，采用高性能工業(yè)級無線模塊，支持短信、CSD數(shù)據(jù)及撥號上網(wǎng)功能。l 功能特性：o 支持短信、CSD數(shù)據(jù)及撥號上網(wǎng)功能，使用方便、靈活 o 支持標準RS232接口 o 支持5V35V寬電壓供電 o 抗干擾設(shè)計，適合電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用需求 l 無線參數(shù)：a) TDSCDMA：2010～2025MHz b) GSM：850／900／1800／1900 c) UPLINK：128Kbps，DOWNLINK：384Kbpsl 技術(shù)指標：a) 接口： i. 標準RS232串口，串口速率110～230400bits/s ii. 指示燈：具有電源、ACT及在線指示燈 iii. 天線接口：標準SMA陰頭天線接口，特性阻抗50歐 iv. SIM卡接口：3V/ v. 電源接口：標準的3芯火車頭電源插座b) 供電： i. 外接電源：DC 9V、500mA ii. 寬電壓供電：DC 535V iii. 通信電流：＜250mA（9V） iv. 待機電流：＜20mA（9V） v. 無線模塊：采用高性能工業(yè)級TDSCDMA無線模塊 vi. 外形尺寸：　mm（不包括天線及固定件） c) 其他參數(shù)： i. 工作環(huán)境溫度：25～＋65?C ii. 儲存溫度：40～＋85?C iii. 相對濕度：95％（無凝結(jié)）3G 網(wǎng)絡(luò)本系統(tǒng)采用：外部控制器開發(fā)模式[13]。SIM系統(tǒng)接 口DCPOWER3GENGINE狀態(tài)反饋數(shù)字通信設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備控制命令圖3—2 外部控制器模式 微處理器在這套系統(tǒng)中單片機起著很重要的作用，一方面負責(zé)下端傳感器數(shù)據(jù)的采集以及對下端數(shù)據(jù)采集模塊的控制信號傳輸；另一方面還要負責(zé)將收到的數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心通信。尤其是其低功耗的特點很適合在現(xiàn)場不能頻繁更換電源的環(huán)境。MSP430F149單片機的特點(1)低電壓、超低功耗首先，～。其次，MSP430F149單片機采用獨特的時鐘系統(tǒng)設(shè)計。時鐘可以通過指令的控制打開和關(guān)閉，從而實現(xiàn)對總體功耗的控制。這些特點保證了可編制出高效率的源程序。如果晶體振蕩器在用作CPU時鐘MCLK時發(fā)生故障，DCO會自動啟動，以保證系統(tǒng)正常工作；如果程序跑飛，可用看門狗將其復(fù)位。它主要包括以下一些外圍模塊：看門狗(WDT）、定時器A(Timer A)、定時器B(Timer B)、比較器、串口0(UART0）、串口1(UART1)、硬件乘法器、12位ADC端口和基本定時器。(5)方便高效的開發(fā)環(huán)境MSP430F149單片機是FLASH型類型器件。這種方式只需要一臺PC機和一個JTAG調(diào)試器，而不需要仿真器和編程器。選用的MSP430F149的接口和JTAG連接如圖所示：圖33 單片機與JTAG連接圖 其他主要硬件電路設(shè)計 供電電路設(shè)計1．單片機電源電路整個數(shù)據(jù)采集終端采用5V供電，考慮到硬件系統(tǒng)對電源要有具有穩(wěn)壓功能和紋波小等特點，另外也考慮到硬件系統(tǒng)的低功耗等特點。 JTAG 技術(shù)JTAG是一種國際標準測試協(xié)議，主要用于芯片內(nèi)部測試及對系統(tǒng)進行仿真、調(diào)試，JTAG技術(shù)是一種嵌入式調(diào)試技術(shù)。通過JTAG接口，可對芯片內(nèi)部的所有部件進行訪問。MSP430F149是FLASH型器件，內(nèi)建多達60KB容量的FLASH存儲器，并具有JTAG調(diào)試接口，嵌入了仿真器，可以通過JTAG調(diào)試器將編輯好的程序從PC機上直接下載到FLASH內(nèi)，然后再通過PC機上的軟件由JTAG接口讀取單片機片內(nèi)信息，實時監(jiān)測單片機上運行的程序，甚至可以設(shè)置斷點加以調(diào)試，實施所謂的在線仿真。按鍵電路設(shè)計方法有多種，本系統(tǒng)采用4*4矩陣鍵盤電路，具體電路如圖所示圖 3—6 矩陣鍵盤電路 測溫芯片DS18B20DS18B20傳感器內(nèi)部內(nèi)置A/D，直接輸出9～12位(含符號位)的被測溫度值，測溫范圍為55℃～+125℃，℃；每片DS18B20內(nèi)含64bit經(jīng)過激光修正的只讀存儲器ROM，支持單總線技術(shù)，既可通過串行口線，也可通過其他I/O口線與微機接口，適配各種單片機或計算機組建測量網(wǎng)絡(luò)；用戶還可以設(shè)定非易失性溫度報警上下限閾值；一旦測量溫度超過此設(shè)定值，即可給出報警標志。DS18B20可通過兩種方式供電：寄生電源方式和外加電源工作方式。外加電源工作方式需要外加電源正負極分別接引腳VDD及GND,本系統(tǒng)選用外加電源工作方式，采用此種方式能增強DS18B20的抗干擾能力，保證工作的穩(wěn)定性。串口通信的RS232接口采用9針串口DB9，數(shù)據(jù)的傳輸只要數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送兩根線就能實現(xiàn)。VCC=5V，Vout=，這樣，實現(xiàn)了5V的RxD、TDE的邏輯電平轉(zhuǎn)換。第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計4．1 系統(tǒng)的總體設(shè)計本系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集終端、3G網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心三大部分構(gòu)成。3G通信網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)采集終端分站與數(shù)據(jù)中心分站之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄骸? 主要軟件模塊說明1．數(shù)據(jù)采集終端模塊數(shù)據(jù)采集終端的軟件部分可分為：初始化模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、無線通信模塊等。其中，定時器中斷用于DS18B20溫度的采集定時；串口中斷用于單片機同調(diào)制解調(diào)器之間數(shù)據(jù)的收發(fā)；鍵盤中斷用于按鍵識別、處理。使用ADO技術(shù)實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的連接，接收的數(shù)據(jù)自動保存至水情信息數(shù)據(jù)庫。利用JTAG接口，通過TI公司所帶的仿真器FET可以方便地進行程序調(diào)試和代碼下載。 AT 指令 AT指令集是從TE(Terminal Equipment)或DTE(Data Terminal Equipment)向TA(Terminal Adapter)或DCE(Data Circuit Terminating Equipment)發(fā)送的。AT指令集的格式都是以“AT”或“at”開頭，“AT”或者“at”前綴必須出現(xiàn)在每一個指令行的開頭。 這里介紹幾種主要的AT指令：(1)AT+CGDCONT：設(shè)置PDP上下文該指令的標準格式是：AT+CGDCONT=[cid[,pdp_type[,APN[,PDP_addr[,pdl[,…pdN]]]]]]其中，cid代表帳戶序號，取值范圍為1~10，后續(xù)的GPRS操作通過該序號進行；pdp_type代表PDP連接類型，它的類型是IP連接；APN代表接入點名稱，如CMNET代表中國移動。其典型的指令結(jié)構(gòu)為：AT*E2IPA=Activate,cid其中，Activate代表激活I(lǐng)P環(huán)境，該參數(shù)為0代表關(guān)閉IP環(huán)境，為1則代表激活I(lǐng)P環(huán)境；cid參數(shù)的取值范圍為0~10，指明需要激活的PDP序號，該參數(shù)需要和AT+CGDCONT指令中第一個參數(shù)對應(yīng)。這條命令的典型用法如下：AT*E2IPA=l，1(3)AT*E2IPO：IP連接/打開命令（建立TCP連接）AT命令總線處于在線數(shù)據(jù)模式時，該指令能夠?qū)崿F(xiàn)一個新IP連接的初始化，一旦IP連接激活，將返回“CONNECT”，表示已經(jīng)成功連接。在此過程中，如果信道出現(xiàn)錯誤，會給出“NO CARRIER”響應(yīng)并且關(guān)閉此次連接。IPAddr是一個字符串類型的參數(shù)，表示要連接站點的IP地址，IPPort取值范圍是0~65535，表示連接的端口號。進入命令模式后，用戶又可以通過串口發(fā)送AT命令來查詢當前狀態(tài)或者執(zhí)行其它的操作。如果原來的連接沒有因為其它原因中斷的話，那么用戶可以繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。(6)關(guān)閉連接如果對方釋放了當前連接或者因為其它原因中斷了當前連接時，GR64會返回到命令模式，并且通過串口返回字符串“NO CARRIER”。如果成功關(guān)閉連接，那么直到下一個連接建立起，才有可能重新回到數(shù)據(jù)模式。(7)釋放IP當完成數(shù)據(jù)傳輸后，用戶可以使用AT*E2IPA=0,1來釋放之前分配給無線調(diào)制解調(diào)器的IP地址。主要包括各變量的初始化，系統(tǒng)時鐘的設(shè)置，看門狗初始化，串行口的初始化，各I/O端口的初始化等。基礎(chǔ)時鐘模塊可提供3種時鐘信號，分別為ACLK(輔助時鐘)、MCLK(主時鐘)和SMCLK(子時鐘)。//將寄存器的內(nèi)容清零BCSCTL1amp。//打開XT2，LFTX1選擇低頻模式BCSCTL2+=SELM1。//SMCLK的時鐘源為TX2CLK，分頻因子為l}2．UART0的初始化：包括對UART0控制寄存器、發(fā)送控制寄存器以及波特率選擇寄存器等進行設(shè)置，程序如下：void Uart0Init(void){P3SEL|=BIT4+BIT5。//配置為輸出口P3DIRamp